sắt và hợp chất

Sắt và hợp chất!
Cái món này các bạn nên xem vì nó sẽ giúp các bạn rất nhiều trong các bài
toán về sắ và cacs hợp chất của sắt.
I. sắt
1. Tác dụng với phi kim:
- Tác dụng với oxi: 3Fe + 2O2 (không khí) => Fe3O4
- Tác dụng với lưu huỳnh: Fe + S => FeS
- Tác dụng với halogen: 2Fe + 3Cl2 => FeCl3
2. Tác dụng với axit
- Tác dụng với dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng => Muối sắt(II) + H2:
Fe + 2HCl => FeCl2 + H2 ; Fe + H2SO4 => FeSO4 + H2
- Dung dịch H2SO4 đặc, nóng: 2Fe + 6H2SO4 => Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Nếu Fe dư: Fe + Fe2(SO4)3 => 3FeSO4
Chú ý: Fe không tan trong dung dịch H2SO4 đặc nguội!
- Dung dịch HNO3: Fe tác dụng với dung dịch HNO3 tạo thành Fe(NO3)3, nước
và các sản phẩm ứng với số oxi hoá thấp hơn của nitơ (NH4NO3 ; N2 ; N2O ;
NO ; NO2).
Ví dụ: Fe + 6HNO3 (đặc) => Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Nếu Fe dư: Fe + 2Fe(NO3)3 => 3Fe(NO3)2
Chú ý: Fe không tan trong dung dịch HNO3 đặc nguội!
<570
>570
3. Tác dụng với hơi nước
3Fe + 4H2O => Fe3O4 + 4H2 ; Fe + H2O => FeO + H2
4. Tác dụng với dung dịch muối Fe + CuSO4 => FeSO4 + Cu
II. Hợp chất sắt(II):
Hợp chất Fe(II) khi tác dụng với chất oxi hoá sẽ bị oxi hoá thành hợp chất
Fe(III).
1. Sắt(II) oxit: FeO
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu đen, không tan trong nước.
b. Tính chất hoá học:

- Tính chất của oxit bazơ: FeO + H2SO4 (loãng) => FeSO4 + H2O
- Tính khử: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh như dung dịch HNO3,
dung dịch H2SO4 đặc…
2FeO + 4H2SO4 (đặc) => Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
3FeO + 10HNO3 [IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/MinhHai/LOCALS
%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif[/IMG] 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
- Tính oxi hoá: thể hiện khi nung nóng với các chất khử như C, CO, H2, Al:
FeO + H2 => Fe + H2O
c. Điều chế:
- Nhiệt phân các hợp chất không bền của Fe(II) trong điều kiện không có
không khí:
Fe(OH)2 => FeO + H2O hoặc FeCO3 => FeO + CO2
2. Sắt(II) hidroxit: Fe(OH)2
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu lục nhạt, không tan trong
nước.
b. Tính chất hoá học:
- Tính chất bazơ: Fe(OH)2 + 2HCl => FeCl2 + 2H2O
- Tính khử: ở nhiệt độ thường Fe(OH)2 bị oxi hoá nhanh chóng trong không
khí ẩm thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O => 4Fe(OH)3
c. Điều chế:
Cho dung dịch muối Fe(II) tác dụng với dung dịch kiềm. Fe(NO3)2 + 2NaOH
=> 2NaNO3 + Fe(OH)2
3. Muối sắt(II):
a. Muối tan: FeCl2, FeSO4, Fe(NO3)2:
- Tính chất của muối: (các phản ứng trao đổi): FeSO4 + 2NaOH => Fe(OH)2
+ Na2SO4
- Tính khử mạnh: thể hiện khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh như khí Cl2,
dung dịch HNO3, dung dịch H2SO4 đặc, dung dịch KMnO4 trong môi trường
H2SO4 loãng…
2FeCl2 + Cl2 => 2FeCl3

2FeSO4 + 2H2SO4 (đặc) => Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O
3Fe2+ + NO3- + 4H+ => 3Fe3+ + NO + 2H2O
10FeSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4 => 5Fe2(SO4)3 +K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
Dạng ion thu gọn: 5Fe2+ + MnO4-+ 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
- Tính oxi hoá: thể hiện khi tác dụng với các kim loại mạnh hơn: Mg + FeSO4
=> MgSO4 + Fe
b. Muối không tan
- Muối FeCO3:
Phản ứng nhiệt phân: FeCO3 => FeO + CO2
Nếu nung trong không khí: 4FeO + O2 => 2Fe2O3
Phản ứng trao đổi: FeCO3 + 2HCl => FeCl2 + CO2 + H2O
Tính khử: FeCO3 + 4HNO3 => Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + 2H2O
2FeCO3 + 4H2SO4 (đặc) => Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O
- Muối FeS:
Phản ứng trao đổi: FeS + 2HCl => FeCl2 + H2S
Tính khử: FeS + 6HNO3 => Fe(NO3)3 + H2SO4 + 3NO + 2H2O
c. Muối FeS2:
- Tính khử: 4FeS2 + 11O2 => 2Fe2O3 + 8SO2
FeS2 + 18HNO3 => Fe(NO3)3 + H2SO4 + 15NO2 + 7H2O
III. Hợp chất sắt(III)
1. Sắt(III) oxit: Fe2O3
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu nâu đỏ, không tan trong
nước.
b. Tính chất hoá học:
- Tính chất của oxit bazơ:
Fe2O3 + 3H2SO4 => Fe2(SO4)3 + 3H2O
Fe2O3 + 6HNO3 => 2Fe(NO3)3 + 3H2O
- Tính oxi hoá: thể hiện khi tác dụng với các chất khử thông thường như C,
CO, H2, Al:
Fe2O3 + 3H2 => 2Fe + 3H2O

c. Điều chế:
- Nhiệt phân Fe(OH)3: 2Fe(OH)3 => Fe2O3 + 3H2O
2. Sắt(III) hidroxit: Fe(OH)3
a. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất kết tủa màu nâu đỏ, không tan trong
nước.
b. Tính chất hoá học:
- Tính chất bazơ Fe(OH)3 + 3H2SO4 => Fe2(SO4)3 + 3H2O
- Phản ứng nhiệt phân: 2Fe(OH)3 => Fe2O3 + 3H2O
c. Điều chế:
- Cho dung dịch muối Fe(III) tác dụng với dung dịch NH3 hoặc các dung dịch
bazơ kiềm:
FeCl3 + 3NH3 + 3H2O => Fe(OH)3 + 3NH4Cl
FeCl3 + 3NaOH => Fe(OH)3 + 3NaCl
3. Muối sắt(III):
a. Muối tan: FeCl3, Fe2(SO4)3, Fe(NO3)3:
- Tính chất của muối: (các phản ứng trao đổi): FeCl3 + 3NaOH => Fe(OH)3 +
3NaCl
- Tính oxi hoá (Thể hiện khi tác dụng với chất khử như Cu, Fe…):
Fe + 2Fe(NO3)3 => 3Fe(NO3)2
Cu + 2Fe(NO3)3 => 2Fe(NO3)2 + Cu(NO3)2
- Khi tác dụng với các kim loại mạnh hơn: Mg + 2FeCl3 => MgCl2+ 2FeCl2
b. Muối không tan: FePO4…
IV. oxit sắt từ : Fe3O4 (FeO.Fe2O3)
1. Trạng thái, màu sắc, tính tan: Là chất rắn màu nâu, không tan trong nước.
2. Tính chất hoá học:
- Tính bazơ: Fe3O4 + 8HCl => FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 (loãng) => FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O
- Tính khử: 2Fe3O4 + 10H2SO4 (đặc) => 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
Fe3O4 + 10HNO3 => 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
- Tính oxi hoá (tác dụng với các chất khử thông thường như C, CO, H2, Al):

Fe3O4 + 4CO => 3Fe + 4CO2
V. Sản xuất gang
1. Nguyên liệu
- Quặng hematit, chứa Fe2O3 - Quặng manhetit, chứa Fe3O4
- Quặng xiđerit, chứa FeCO3 - Quặng prit, chứa FeS2
2. Nguyên tắc sản xuất gang
Khử oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao (phương pháp nhiệt luyện)
Trong lò cao, sắt có số oxi hoá cao bị khử dần dần đến sắt có số oxi hoá thấp
theo sơ đồ:
Fe2O3 => Fe3O4 => FeO => Fe
3. Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình sản xuất gang
- Phản ứng tạo chất khử CO:
C + O2 => CO2 và CO2 + C => 2CO
- CO khử sắt trong oxit:
Phần trên thân lò có nhiệt độ khoảng 400oC: 3Fe2O3 + CO => 2Fe3O4 + CO2
Phần giữa thân lò có nhiệt độ khoảng 500 - 600oC: Fe3O4 + CO => 3FeO +
CO2
Phần dưới thân lò có nhiệt độ khoảng 700 - 800oC: FeO + CO => Fe + CO2